如果温度不断升高，气体将会发生怎样的变化呢？科学家告诉我们，这时构成分子的原子发生分离，形成为独立的原子，如氮分子会分裂成两个氮原子，我们称这种过程为气体中分子的离解。如果再进一步升高温度，原子中的电子就会从原子中剥离出来，成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离。电离过程的发生，形成了等离子。

简介

等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。

等离子体的用途非常广泛．从我们的日常生活到工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面，它都有非常重要的应用价值．

具体介绍

等离子状态使指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引，使物质呈为正负带电粒子状态存在。

在日常生活中，我们会遇到各种各样的物质．根据它们的状态，可以分为三大类，即固体、液体和气体．例如钢铁是固体，水是液体，而氧气是气体．任何一种物质，在一定条件下都能在这三种状态之间转变．以水为例，在一个标准大气压下，当温度降到0℃以下时，水开始变成冰．而当温度升到100℃时，水就会沸腾而变成水蒸汽．

如果温度不断升高，气体又会怎样变化呢？科学家告诉我们，这时构成分子的原子发生分裂，形成为独立的原子，如氮分子会分裂成两个氮原子，我们称这种过程为气体分子的离解．如果再进一步升高温度，原子中的电子就会从原子中剥离出来，成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离．当这种电离过程频繁发生，使电子和离子的浓度达到一定的数值时，物质的状态也就起了根本的变化，它的性质也变得与气体完全不同．为区别于固体、液体和气体这三种状态，我们称物质的这种状态为物质的第四态，又起名叫等离子态．

在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。

就在我们周围，也经常看到等离子态的物质。在日光灯和霓虹灯的灯管里，在眩目的白炽电弧里，都能找到它的踪迹。另外，在地球周围的电离层里，在美丽的极光、大气中的闪光放电和流星的尾巴里，也能找到奇妙的等离子态。

等离子态

将气体加热，当其原子达到几千甚至上万摄氏度时，电子就会被原子被"甩"掉，原子变成只带正电荷的离子。此时，电子和离子带的电荷相反，但数量相等，这种状态称做等离子态。人们常年看到的闪电、流星以及荧光灯点燃时，都是处于等离子态。人类可以利用它放出大量能量产生的高温，切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等‘在茫茫无际的宇宙空间里，等离子态是一种普遍存在的状态。宇宙中大部分发光的星球内部温度和压力都很高，这些星球内部的物质差不多都处于等离子态。只有那些昏暗的行星和分散的星际物质里才可以找到固态、液态和气态的物质。等离子体等离子态，（电浆，英文：Plasma）是一种电离的气体，由于存在电离出来的自由电子和带电离子，等离子体具有很高的电导率，与电磁场存在极强的耦合作用。等离子态在宇宙中广泛存在，常被看作物质的第四态（有人也称之为“超气态”）。等离子体由克鲁克斯在1879年发现，“Plasma”这个词，由朗廖尔在1928年最早采用。等离子体的性质1等离子体是由大量带电粒子组成的非凝聚系统。例如，当气体被加热到足够高的温度，或受到高能带电粒子轰击时，中性气体原子将被电离，空间中形成大量的自由电子和阳离子，但总体上又保持电中性。2实际使用的等离子体则是由大量自由电子、阳离子、阴离子、原子和分子组成的、整体上近似电中性的物质状态。3等离子体状态是物质存在的基本形态之一，与固态，液态和气态并列，称为物质第四态。4等离子体的主要特征是：粒子间存在长城库仑相互作用，等离子体的运动与电磁场的运动紧密耦合，存在极其丰富的集体效应和集体运动模式。和物质的另外三态相比，等离子体可以存在的参数范围异常宽广（其密度，温度以及磁场强度都可以跨越十几个数量级）；等离子体的形态和性质受外加电磁场的强烈影响，并存在极其丰富的集体运动模式（如各种电磁波，漂移波，静电波以及非线性的相干结构和湍动）；5此外，等离子体对外界条件还十分敏感。所以，等离子体性质的研究强烈的依赖于具体的研究对象。等离子态常被称为“超气态”，它和气体有很多相似之处，比如：没有确定形状和体积，具有流动性，但等离子也有很多独特的性质。

电离

等离子体和普通气体的最大区别是它是一种电离气体。由于存在带负电的自由电子和带正电的离子，有很高的电导率，和电磁场的耦合作用也极强：带电粒子可以同电场耦合，带电粒子流可以和磁场耦合。描述等离子体要用到电动力学，并因此发展起来一门叫做磁流体动力学的理论。

组成粒子和一般气体不同的是，等离子体包含两到三种不同组成粒子：自由电子，带正电的离子和未电离的原子。这使得我们针对不同的组分定义不同的温度：电子温度和离子温度。轻度电离的等离子体，离子温度一般远低于电子温度，称之为“低温等离子体”。高度电离的等离子体，离子温度和电子温度都很高，称为“高温等离子体”。

相比于一般气体，等离子体组成粒子间的相互作用也大很多。

速率分布

一般气体的速率分布满足麦克斯韦分布，但等离子体由于与电场的耦合，可能偏离麦克斯韦分布。

常见的等离子体

等离子体是存在最广泛的一种物态，目前观测到的宇宙物质中，99%都是等离子体。

*人造的等离子体

o荧光灯，霓虹灯灯管中的电离气体

o核聚变实验中的高温电离气体

o电焊时产生的高温电弧

*地球上的等离子体

o火焰（上部的高温部分）

o闪电

o大气层中的电离层

o极光

*宇宙空间中的等离子体

o恒星

o太阳风

o行星际物质

o恒星际物质

o星云

*其它等离子体

应用领域

等离子体的用途非常广泛．从我们的日常生活到工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面，它都有非常重要的应用价值。一个重要的研究是高温等离子体和受控热核聚变反应：如果用物质中最轻的元素，如氢的同位素氘，形成一个摄氏几千万度的高温等离子体，那么，这些原子核会发生核反应．结果会放出巨大的能量，科学家称它为热核聚变反应．氢弹就是这样一个爆炸性的热核聚变反应．但人类希望有一个慢慢放出能量并可以发电的热核聚变反应，建造一个“人造小太阳”，然而，这个目标至今尚未实现。另一个重要应用是一些特殊的化学元素形成一个摄氏几万度的低温等离子体，这时，物质间会发生特殊的化学反应，因此可用来研制新的材料．如在钻头等工具上涂上一层薄薄的钛来提高工具的强度、制造太阳能电池、在飞机的表面上涂一层专门吸收雷达波的材料可躲避雷达的跟踪（即隐形飞机）……这些被称为等离子体薄膜技术。另外，还可用等离子体脱掉烟尘中的硫、用等离子体照射种子来提高农作物的产量、研制大屏幕的等离子体电视机、研制等离子体火箭发动机到火星等遥远的宇宙去旅行……等离子体的应用真是举不胜举。等离子的特点：等离子是一种自发光显示技术，不需要背景光源，因此没有LCD显示器的视角和亮度均匀性问题，而且实现了较高的亮度和对比度。而三基色共用同一个等离子管的设计也使其避免了聚焦和汇聚问题，可以实现非常清晰的图像。与CRT和LCD显示技术相比，等离子的屏幕越大，图像的色深和保真度越高。除了亮度、对比度和可视角度优势外，等离子技术也避免了LCD技术中的响应时间问题，而这些特点正是动态视频显示中至关重要的因素。因此从目前的技术水平看，等离子显示技术在动态视频显示领域的优势更加明显，更加适合作为家庭影院和大屏幕显示终端使用。等离子显示器无扫描线扫描，因此图像清晰稳定无闪烁，不会导致眼睛疲劳。等离子也无X射线辐射。由于这些突出特点，等离子堪称真正意义上的绿色环保显示产品，是替代传统CRT彩电的理想产品。

显示屏和电视

PDP的全称是PlasmaDisplayPanel，中文叫等离子显示器，它是在两张超薄的玻璃板之间注入混合气体，并施加电压利用荧光粉发光成像的设备。与CRT显像管显示器相比，具有分辨率高，屏幕大，超薄，色彩丰富、鲜艳的特点。与LCD相比，具有亮度高，对比度高，可视角度大，颜色鲜艳和接口丰富等特点。工作原理：是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当使用涂有三原色（也称三基色）荧光粉的荧光屏时，紫外线激发荧光屏，荧光屏发出的光则呈红、绿、蓝三原色。当每一原色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。等离子体显示器技术按其工作方式可分为电极与气体直接接触的直流型PDP和电极上覆盖介质层的交流型PDP两大类。目前研究开发的彩色PDP的类型主要有三种：单基板式（又称表面放电式）交流PDP、双式（又称对向放电式）交流PDP和脉冲存储直流PDP。等离子彩电PDP是在两张薄玻璃板之间充填混合气体，施加电压使之产生离子气体，然后使等离子气体放电，与基板中的荧光体发生反应，产生彩色影像。等离子彩电又称“壁挂式电视”，不受磁力和磁场影响，具有机身纤薄、重量轻、屏幕大、色彩鲜艳、画面清晰、亮度高、失真度小、节省空间等优点。等离子是采用近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新—代显示设备，目前市场上销售的产品有两种类型，一种是等离子显示屏，另一种是等离子电视，两者在本质上没有太大的区别，唯一的区别是有没有内置电视接收调谐器。由于PDP发展初期主要是针对商业展示用途，所以当前仍有很多PDP都没有内置电视接收调谐器，也就是说，不能直接接收电视信号。因此如果选择的是这种产品，那么只能通过卫星解码器或录像机等其它设备来兼作电视讯号调谐接收器，也可另购—个电视接收器。现在等离子已经开始面对家庭用户设计生产，目前生产的部分等离子开始内置电视接收器，这些机型预先就设有RF射频连接端子，可以直接播放电视节目。大部分国产的PDP都是内置电视接收器，如海信、上广电SVA和TCL的多款产品。而国外的厂家，有些产品采用外置电视接收器，也有部分产品采用内置电视接收器。一般把外置电视接收器的PDP称为等离子显示屏，把内置电视接收器的PDP称为等离子电视，选购时应问清楚是否带电视接收功能。  

切割机

在工业上的应用有等离子切割机，等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。

等离子剑

等离子剑 （英语：lightsaber）又译光剑，在《星球大战》的世界观中是一种占有举足轻重地位的武器，无论是有关星战的电影、小说或是游戏中都经常可以见到。在星战的世界观中，光剑的概念即是传统的金属剑身被某种以纯粹能量形式存在的物质所代替，而这种能量可以被凝聚成长度一米左右的剑刃形状，并发出特定颜色的光芒。关于这种能量到底是什么，或许是由于有些媒体的错误宣传，有时人们会不正确地把这种构成剑身的物质简单理解为激光或其他什么光束，从而引起一些光剑是否违反物理定律之类的疑问，但事实是星战中任何地方都找不到支持剑身由光构成这一说法的证据，尽管能量这一说法非常含糊。有说法解释这种能量为一团等离子体，受到很强的磁场作用被束缚成剑的形状。光剑的剑身是由其后的金属剑柄发射出的，剑柄一般来说约长二十至三十厘米，可以根据使用者的个人需要被设计成特定的样式。光剑开关开启和关闭时，以及光剑挥动时都会发出磁场嗡嗡的声音。

焊机

等离子弧是离子气被电离产生高温离子气流，从喷嘴细孔中喷出，经压缩形成细长的弧柱，其温度可达18000-24000K，高于常规的自由电弧，如：氩弧焊仅达5000-8000K。由于等离子弧具有弧柱细长，能量密度高的特点，因而在焊接领域有着广泛的应用。

等离子焊机具有以下明显特点：

高效高质量的等离子焊接工艺方法，利用等离子电弧良好的小孔穿透的能力，在保证单面焊双面成型的同时，尽量提高焊接速度，是TIG焊接效率的5~7倍。

采用等离子与TIG复合焊，等离子打底，TIG盖面，可以更加有效提高焊接质量和效率。TIG焊的自由电弧有良好的履盖能力，再配合上适量的填充金属重熔，达到正面成形美观的效果，是单枪等离子焊接效率的1.3-1.5倍。

主要针对薄壁3~10mm不锈钢板、钛合金板等材料容器的纵环缝焊接。

对于壁厚8mm以下不锈钢板、壁厚10mm以下钛合金板不开坡口可实现单面焊双面成型。

隐形飞机

等离子体另一个重要应用是一些特殊的化学元素形成一个宏观温度并不高，但电子温度可达到摄氏几万度的低温等离子体，这时，物质间会发生特殊的化学反应，因此可用来研制新的材料．如在钻头等工具上涂上一层薄薄的氮化钛来提高工具的强度、制造太阳能电池、在飞机的表面上涂一层专门吸收雷达波的材料可躲避雷达的跟踪（即隐形飞机）……这些被称为等离子体薄膜技术。

工作原理

这是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。它采用了等离子管作为发光元件，屏幕上每一个等离子管对应一个像素，屏幕以玻璃作为基板，基板间隔一定距离，四周经气密性封接形成一个个放电空间。放电空间内充入氖、氙等混合惰性气体作为工作媒质。

在两块玻璃基板的内侧面上涂有金属氧化物导电薄膜作激励电极。 当向电极上加入电压，放电空间内的混合气体便发生等离子体放电现象。气体等离子体放电产生紫外线，紫外线激发荧光屏，荧光屏发射出可见光，显现出图像。当使用涂有三原色（也称三基色）荧光粉的荧光屏时，紫外线激发荧光屏，荧光屏发出的光则呈红、绿、蓝三原色。当每一原色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。等离子体显示器技术按其工作方式可分为电极与气体直接接触的直流型PDP和电极上覆盖介质层的交流型PDP两大类。二十一世纪研究开发的彩色PDP的类型主要有三种：单基板式（又称表面放电式）交流PDP、双式（又称对向放电式）交流PDP和脉冲存储直流PDP。

手术系统

“等离子体”技术，是以特定超低频率100Khz电能激发介质（Nacl）产生等离子体，等离子体中的高速带电粒子直接打断分子键，使蛋白质等组织裂解汽化成H2,O2,CO2,N2和甲烷等低分子量气体。

普通高频500-4000KHz可改变电场下，粒子一方面无法获得足够的加速时间，处于往复的震荡状态；另一方面高频下加剧的分子摩擦会产生较强的热效应，且频率越高产热越多。

但100KHz低频稳定电场下，粒子则会获得更长的加速时间，最终形成带有更大动能的高速带电粒子，直接打断分子键。此外因频率低，较之高频大大降低了分子间的摩擦产热，使切割、消融和止血等过程都在40℃~70℃内完成，从而实现微创效应。

电外科设备经历了“电刀”—“普通射频”—“等离子体射频”，由低向高的发展阶段。

“等离子体”技术用直接的“汽化”工作方式彻底改变了传统“射频”的“热能”工作方式，40℃~70℃的组织汽化替代了传统“切割”、“止血”等过程中上百度高温对组织的灼伤破坏作用，大大降低了手术过程中的创伤。

“等离子体”技术在临床治疗中产生的微创效应正是未来医学发展的趋势。

其他用处

另外，还可用等离子体脱掉烟尘中的硫、用等离子体照射种子来提高农作物的产量、研制大屏幕的等离子体电视机、研制等离子体火箭发动机到火星等遥远的宇宙去旅行……等离子体的应用举不胜举。

还有，等离子在医学手术治疗方面也受到重视。譬如2011年来受大众欢迎的等离子低温消融手术–用来治疗鼻炎，咽炎，打鼾等疾病。等离子低温消融手术的原理是使电极和组织间形成等离子薄层，层中离子被电场加速，并将能量传递给组织，在低温下（40℃―70℃）打开细胞间分子结合键，使靶组织中的细胞分解为碳水化合物和氧化物造成病变组织液化消融，称为等离子（不是热效应），从而达到靶组织体积减容的效果。

其争论点

产生磁场的必备条件是电荷的变化或者电荷的运动，这个是麦克斯韦电磁场理论的最基本的定理，所以如果说等离子自己能够产生磁场影响其他离子的运动，就不需要附加电压点火了，这不相当于能量是无限的，不就是永动机了吗，这就违反了能量守恒定律； 

所以等离子的点火的关键步骤还是附加的电场才对，离子在电场的作用下运动就会产生磁场，这正是电磁波的构成；科技加热能够使分子电离化的，因为气体分子加热就会膨胀，而电离的本质从分子的角度出发，就是分子间的离子键断裂，如果是气体分子，要使键断裂必须要给键足够大的力，而这正是气体分子难以解决的问题，因为加热气体，只会使气体分子的运动速度加快，是的气体膨胀，键是不会断裂的，所以需要限制空间，最多能够加热到超临界温度这个正是发电站的瓶颈，而这个温度下根本就不能电离。